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자동차의 속도는 어떻게 측정할까?
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  • 스피드건과 도플러 효과
    스피드건의 속도 측정에는 도플러 효과가 이용된다. 움직이는 물체에 레이더 파를 발사하면 이 파동이 반사될 때 물체의 속도에 따라 파장이 달라지는 것을 이용하는 것이다. 도플러 효과란 빛이나 소리와 같은 파동을 발생시키는 물체(파원)가 운동할 경우 그 파장이 원래보다 길어지거나 짧아지는 현상을 말하는데, 19세기에 오스트리아의 크리스티안 도플러(Christian Doppler, 1803 ~ 1853)가 처음 발견했다. 앰뷸런스가 다가올 때는 높은 사이렌 소리가 나지만, 멀어질 때는 낮은 소리로 변하는 것이 바로 우리가 일상생활에서  경험할 수 있는 도플러 효과의 대표적인 예이다. 이러한 현상이 발생되는 이유는 다음과 같다. 파원이 다가올 때는 첫 번째 파동을 발생시킨 뒤 더 가까이 이동하여 두 번째 파동을 발생시키므로 파장이 짧아지게 되고 이로 인해 진동수가 높아지게 되는 것이다. 그래서 높은 음의 소리를 듣게 되는 것이다. 초음속 항공기가 음속을 돌파할 때 소닉붐(Sonic boom)이라는 폭발음과 수증기 응축현상이 일어나는 것도 이러한 도플러 효과에 의한 현상이다.

    고정식 카메라와 속도 측정
    고정식 과속단속 카메라는 조금 다른 방식으로 속도를 측정한다. 바닥에 센서를 설치하고 두 센서에 감지되는 시간차이를 측정한다. 그러면 센서 사이의 거리와 시간을 통해 속도가 계산되는 것이다. 실제 도로에서라면 이 속도가 제한속력을 초과할 경우 카메라가 차량의 사진을 촬영하게 되는 것이다. 물론 과속단속 카메라의 경우에도 스피드건과 같이 도플러 효과를 이용해 속도를 측정하는 방식도 있다.

    또한 체험물에 있는 것처럼 한 지점에서 속도를 측정하는 방식의 경우 특정 지점에서의 과속밖에 단속할 수 없다는 한계를 가지기 때문에 거리가 떨어져 있는 2개의 지점에 구간 과속단속카메라를 설치하여 적게는 약 3 km에서 길게는 약 15 km정도까지의 구간에 들어온 시간과 나가는 시간을 측정하여 단속을 하는 경우도 있다.

     
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